城市轨道交通中央空调系统节能研究.docVIP

精品论文 参考文献 城市轨道交通中央空调系统节能研究 沈家齐 　　江苏联宏自动化系统工程有限公司 江苏省南京市 210028 　　摘要：根据地铁车站的能耗特征，空调系统占据着整个车站动照总用电的50%以上。通过对车站的中央空调系统进行优化控制，可以达到良好的节能效果。 　　关键词：中央空调冷水系统变频器 　　1.概述 　　为了应对城市扩张而产生的拥堵，城市土地资源有限等一系列问题，地铁已经成为一个城市的标志性公共基础设施，而且今后的二三十年仍然是我国城市轨道交通发展的高峰期，2020年中国的地铁里程将达到8000公里。而在地铁的能耗构成中，空调系统占了整个动照总电耗的50%以上，在地铁通风空调系统设计中，设备的选择一般都是按照最不利因素下（即系统最大热负荷时）选取，但在系统实运行时，热负荷往往达不到设计的最大负荷，从而造成通风空调系统运???状态与实际需要的状态不一致，导致系统运行能耗偏大，超过实际运行需要。 　　2.中央空调系统结构 　　完整的中央空调系统包括冷水机组系统，冷冻水循环系统，冷却水循环系统，风机盘管系统，冷却塔风机系统及相应的控制系统。 　　冷水机组系统：制冷主机系统是中央空调制冷系统的核心部件，它由压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器及其之间的管道封闭连接而成。 　　冷冻水循环系统：冷冻循环水系统将常温水通过冷冻水泵至蒸发器盘管中与制冷剂进行间接热交换。冷冻水被送到各风机风口的冷却盘管中吸收盘管周围的空气热量，产生的低温空气又由盘管风机吹送到空调区域，从而达到降温的目的。 　　冷却水循环系统：常温水通过冷却水泵至冷凝器交换盘管，在经过充足的热交换之后，将已变热的冷却水送到冷却塔上，由冷却塔对其进行喷淋式强迫风冷，使冷却水变回常温，以便再循环使用。 　　风机盘管系统：风机盘管系统主要由风机盘管、热交换盘管、室温控制装置等组成。其作用是根据空调负荷的变化需求通过风机向空调区域动态的输送冷风量，以保持空调区域内恒定的温度或湿度。 　　一般来说地铁空调系统在每年的空调季节使用，在非空调季节则全部关闭（冷水机组断电），通风系统则是全年使用，具体的用能设备一般有冷水机组、组合式空调机组、小系统空调机组、冷冻泵、冷却循环泵、冷却塔等。 　　中央空调系统的节能主要针对以上的设备进行连锁控制，切实提高系统稳定性，并且在保证站内环境参数舒适的前提下，实现节约能源的目的。 　　2.1冷冻水系统 　　随着末端环境及其他变化，空调负荷不同时，所需降温的风量是变化的，这样带走的冷量就会发生变化，因此冷冻水的流量也必须随着负荷成比例的变化，这是通过冷冻水泵转速变化实现的。 　　为实现中央空调系统自动化和节能控制目标，利用现代传感器技术和变频技术，使系统处于大温差小流量工作状态，同时保证最不利末端的压差及冷水机组冷冻水的最小流量要求。在冷水系统冷冻水供、回水总管上安装温度传感器、压力传感器，在每台出水泵出水管加装水流开关，采集冷冻水供、回水温度、压力数据及水流状态。根据以上温度、压力及水流状态，采用变频调节技术。通过控制变频器的频率工频运行的冷冻泵的台数以实现对冷冻水的控制。 　　系统配置有集水器、分水器间旁通电动阀，采集集水器、分水器压差信号接入现场控制网络，用于自动调节阀门开度以保证冷水机组的最小流量及“最不利”末端流量要求。 　　2.2冷却塔系统 　　在制冷空调系统中，冷却塔起着非常重要的作用。从冷凝器出来的高温的冷却水进入冷却塔后，通过冷却塔风机与大气之间进行充分热交换，使冷却水降温，以便再循环使用。 　　冷却塔系统的主要耗能设备为冷却塔风机。在保证主机可靠运行的前提下，降低冷凝水出水温度可有效的提高整个中央空调系统的能效比，节约能耗。为保证良好的冷却效果，需保证冷却塔的回水都进入正在运行的冷却塔，可在每台冷却塔进出口处加电动碟阀，防止冷却水回水进入非运行冷却塔。此外，因为冷却塔冷却能力的强弱与风机的风量（功率）成正比，为了保证冷却水温度不能过低，须对其中一台冷却塔变频。另外，根据国家节能规范，增加流量计对冷却水补水量进行计量。 　　2.3冷却水泵系统 　　冷却水的系统的节能控制，就是在满足空调负荷的前提下，尽可能的降低冷却水流量，在减少冷却水流量的同时，不会导致冷水机组性能的大幅下降。冷却水泵主要作用是调节冷却水的流量，冷却塔风机主要用来控制冷却水的回水温度。 　　冷却水系统的主要耗能设备为冷却水泵。目前，冷却水泵常用的控制方式是恒压差控制和恒温差控制。可根据时间情况进行设定。 　　3.中央空调的运行模式 　　根据地铁的具体情况，地铁内的中央空调系统一般分为大系统和小系统。根据季节的温度变化一般可以分为空调季小新风，空调季全新风，非空调季机械通风及自然通风模式。 　　3.1大系统通风、空调系统控制 　　（1）空调季小新风模式